DE3507179C1

DE3507179C1 - Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von kastenlosen Giessformen

Info

Publication number: DE3507179C1
Application number: DE3507179A
Authority: DE
Inventors: Eugen Dipl.-Ing. 8877 Burtenbach Bühler
Original assignee: Individual
Current assignee: Eisengiesserei Buehler 89349 Burtenbach De GmbH
Priority date: 1985-03-01
Filing date: 1985-03-01
Publication date: 1985-10-31
Also published as: JPS61202746A; US4724888A; SU1422987A3; CN1007793B; CN86101182A; JPH07115120B2

Description

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35 Die Erfindung liegt auf dem Gebiet des Gießereiwesens und betrifft die Herstellung von Gießformen, insbesondere von aus zwei Hälften bestehenden kastenlosen Gießformen aus Naßguß-Formsand mit tiefliegenden Formballen oder engstehenden Formrippen, bspw. für mit Kühlrippen versehene Motorengehäuse. Dabei wird der Formsand zunächst nach dem Unterdruck-Schießprinzip in den Formraum eingebracht, nach dem Luftstoß-Prinzip pneumatisch verdichtet und anschließend mechanisch gepreßt, wobei gleichzeitig Luft aus dem Formsand abgesaugt wird.

Ein derartiges Herstellungsverfahren und dafür geeignete Formmaschinen sind aus der DE-PS 28 44 464 bekannt. Da diese Maschinen jedoch für die Herstellung von jeweils nur einer kastengebundenen Formhälfte konzipiert sind, erfordert ihr rationeller Einsatz ein Maschinenpaar mit nachgeschalteter Übergabe- und Zulegemaschine.

Aus der DE-PS 33 04 148 ist ein Verfahren bekannt, nach dem mit einer beidseitig mit Modellhälften belegten Formeinrichtung Ober- und Unterformhälfte in einer einzigen kastenlosen Formmaschine hergestellt werden. Diese Formmaschine hat einen durch vertikale Trennwände in zwei voneinander unabhängig mit Vakuur* oder Druckluft beaufschlagbare Kammern aufgeteilten Modellplattenträger. Sie ist aber nicht zur pneumatischen Verdichtung durch Luftstoß eingerichtet.

Bei Luftstoß-Verdichtung entsteht zwischen dem geschlossenen Schießrost bzw. der Preßplatte, aus der die Druckluft geblasen wird, und der Rückseite der verdichteten Form ein sandfreier Raum.

Die rückseitige Kontur der Form ist dabei in etwa der modellseitigen Formfläche angepaßt. Für Kastenformen spielt das keine Rolle, denn bei deren Herstellung wird in der Regel ein Füllrahmen verwendet, und die Formrückseite wird nach dessen Abheben bis auf die Höhe des Kastenrandes abgestrichen.

Anders bei kastenlosen Formen: Einen wesentlichen Wirtschaftlichkeitsfaktor bildet hier die Möglichkeit, durch programmierte Höheneinstellung des bzw. der Schießköpfe an Vakuum-Formsch^eßmaschinen die Formteilhöhe individuell an die jeweilige Modellhöhe anzupassen und dadurch beachtliche Mengen Formsand einzusparen. Die dabei erreichbare geringe Sandüberdeckung der tiefsten Modellpartie erfordert aber eine gute Planizität der Formrückseite, damit die auf Paletten aufliegenden Ballenformen beim Abgießen nicht treiben oder durchbrechen. Diese Planizität ist insbesondere bei von unten geschossenen Formteilen mit den bisher benutzten Schieß- und Preßrosten nicht immer erreichbar.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung zu schaffen, mit denen Gießformen der im Oberbegriff des Anspruches 1 angegebenen Art hergestellt werden können, wobei mit ge-

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ringstem Aufwand eine gute Planizität der Formrückseite mit ausreichender Festigkeit erzielbar ist.

Diese Aufgabe wird durch die im Anspruch 1 gekennzeichneten Maßnahmen gelöst, zu deren Ausführung eine nach den Ansprüchen 5 bis 9 ausgebildete Vorrichtung benutzt wird. Da die durch die Luftstoß-Verdichtung bewirkte Formhärte an der Modellkontur in gewissem Grade von der Fließrichtung der aufgeblasenen Druckluft abhängt, dienen die Maßnahmen nach den Ansprüchen 2 und 3 unter Verwendung der nach den Ansprüchen 5 bis 8 ausgebildeten Preßplatten und Formrahmen hauptsächlich zur Steuerung des beim Verdichtungsvorgang auftretenden Boden- und Seitendrucks. Die gezielte Steuerung der Fließrichtung ermöglicht es, auch bei hohen schlanken Modellen, z. B. bei stehend geformten Elektromotorengehäusen, eine ausreichende Verdichtung zwischen den Rippen zu erzielen und beim Abgießen Penetrationserscheinungen und Deformationen zu vermeiden.

Beim Füllen des oberen Formraumes wird der Einschießvorgang durch die auf den Sand wirkende Schwerkraft unterstützt. Der Einschießvorgang ermöglicht hier also die Anwendung einer niedrigeren Druckdifferenz als beim unteren Formraum entsprechend Anspruch 4. Das kann auch durch Einsatz kleinerer freier Querschnittsflächen der Luftdurchtrittsöffnungen zwischen dem Saugraum und dem oberen Formraum als gegenüber dem unteren Formraum geschehen, wie in der Abbildung angedeutet ist. Dieser Effekt kann aber auch durch Einsatz eines nach Anspruch 9 gestalteten Modellplattenträgers oder durch Anordnung zweier Modellplattenträger mit ihren luftdichten Rückseiten gegeneinander erreicht werden.

Die Erfindung ist anhand einer Prinzipskizze beispielhaft erläutert. Die Abbildung zeigt dabei das eigentliche Formteil, und zwar speziell das für die untere Formhälfte einer Vakuum-Formmaschine, die nach dem eingangs genannten Prinzip arbeitet.

Mittelteil des Formteils ist ein hohler Modellplatfenträger 1, der durch vertikale Trennwände 2 in eine zentrale Luftkammer 3 und eine diese umlaufend umgebende äußere Luftkammer 4 unterteilt ist. Die obere und untere Wandung der zentralen Luftkammer 3 bilden eine obere und untere Modellplatte 5, 5', die mit den jeweiligen Modellhälften 6,6' belegt sind. Die Luftkammern können über ihnen jeweils zugeordnete Luftleitungen 7,8 über eine nicht dargestellte Ventilschaltung sowohl gemeinsam als auch unabhängig voneinander mit Vakuum oder Druckluft beaufschlagt werden, wobei in den Kammern auch unterschiedlicher Druck erzeugt werden kann. Jede dieser Kammern steht über Luftdurchtrittsöffnungen 9, die mittels eingegossener oder eingesetzter Filterdüsen oder aufgeklebter Siebfolien sanddicht verschlossen sind, auch mit dem Innenraum eines oberen und unteren Formrahmens 10,10' in Verbindung. Dieser Innenraum ist an der der Modellplatte gegenüberliegenden Seite durch eine hohle Preßplatte 14 abschließbar und bildet den eigentlichen Formraum 13. Im dargestellten Fall sind die Formrahmen 10, 10' doppelwandig ausgebildet und enthalten eine Luftkammer 11, W die über Luftdurchtrittsöffnungen 9 mit dem Formraum 13 in Verbindung stehen und die über Luftleitungen 12 an die Ventilschaltung angeschlossen sind. Auch der Innenraum der hohlen Preßplatte bildet eine Luftkammer 15, die über Luftleitungen 16 an die Ventilschaltung angeschlossen ist und über Luftdurchtrittsöffnungen 9 mit dem Formraum in Verbindung steht.
In der Preßplatte 14 ist vorzugsweise mittig mindestens eine Walze 17 horizontal drehbar gelagert, in der eine langgestreckte, sich nach beiden Seiten ihres Umfanges erweiternde schlitzförmige Einschießöffnung 18 ausgearbeitet ist. Diese verbindet in der skizzierten Stellung den Formraum 13 mit dem langgestreckten Trichter eines Sandbunkers 20 und ermöglicht das Einschießen des Sandes über eine Länge nahe der Länge des Formrahmens 10'. Seitlich hat die Walze eine Abflachung 19, die bei geschlossener Stellung des Walzenverschlusses mit der übrigen Preßfläche der Preßplatte 14 bündig ist. Preßplatten 14 und Sandbunker 19 werden mittels angedeuteter Druckzylinder 21 vertikal verstellt. Auch der Walzenverschluß wird mittels eines nicht dargestellten Druckzylinders durch Verdrehen um 90° geöffnet oder geschlossen.

Zur Herstellung einer Form wird die Vakuum-Formmaschine in die in der Abbildung gezeigte Stellung gefahren. Durch ruckartiges Absaugen der Luft aus dem Formraum 13, das mittels einer programmgesteuerten Ventilschaltung je nach Modellgestalt durch eine oder beide Kammern des hohlen Modellplattenträgers 1, der hohlen Preßplatte 14 und der Formrahmen 10,10' allein oder in Kombination miteinander erfolgen kann, werden die Formr'äume 13 mit Sand gefüllt. Sodann wird der Walzenverschluß geschlossen und bei feststehender Preßplatte ein Druckluftstoß, wiederum in Abhängigkeit von der Modellgestalt, in den Formraum gedrückt und zweckmäßig durch die zentrale Luftkammer 3 im Modellplattenträger und/oder den Hohlraum 11 abgeführt. Dabei wird der Sand im Formraum verdichtet und es entsteht ein spaltförmiger sandfreier Raum zwischen der harten Formrückseite und der Preßplatte. Dieser Spalt wird anschließend bei wieder geöffnetem Walzenverschluß durch einen zweiten Unterdruck-Schuß, zu dem die Luft ruckartig durch Preßplatte und ggf. Formrahmen abgesaugt wird, mit Formsand ausgefüllt. Dieser nachträglich eingeschossene Sand kann nun durch mechanisches Pressen bei geschlossenem Walzenverschluß zu einer ebenen Formrückseite verdichtet werden, und beim Preßvorgang kann gleichzeitig die Luft aus dem verdichteten Formsand abgesaugt werden, so daß Rückfedereffekt und Rauchentwicklung beim Abgießen vermindert werden. Anschließend werden die Formhälften, ggf. mit Druckluft-Unterstützung, in bekannter Weise ausgesenkt, zugelegt und die gießfertige Form auf einer Palette abgesetzt.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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Claims

15 Patentansprüche:

1. Verfahren zur Herstellung von Gießformen aus Naßguß-Formsand, insbesondere von kastenlosen Formhälften mit tiefen Formballen oder engen Formrippen, wobei der Formsand durch ruckartigen Unterdruck in einen durch einen Formrahmen, eine Modellplatte und eine Preßplatte begrenzten Formraum eingeschossen, durch einen kurzen Druckluftstoß impulsartig verdichtet und sodann mechanisch gepreßt wird, wobei während des Preßvorganges die Luft aus dem Formsand abgesaugt wird, dadurch gekennzeichnet, daß der Formsand durch eine verschließbare Öffnung in einer hohlen Preßplatte in den Formraum eingeschossen und pneumatisch verdichtet wird, woraufhin der bei der Druckluftstoß-Verdichtung zwischen der Preßplatte und Formrückseite entstandene Hohlraum durch einen zweiten Unterdruck-Schuß mit Formsand ausgefüllt und anschließend gepreßt wird.

2. Verfahren nach Anspruch ^, dadurch gekennzeichnet, daß die zur Luftstoßverdiphtung dienende Druckluft durch großflächig und gleichmäßig über die Preßplatte verteilte Luftdurchtrittsöffnungen gegen die Formrückseite gedrückt und durch in der Modellplatte in Modell- und Modelltaschennähe vorgesehene Luftdurchtrittsöffnungen abgeführt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die zur Luftstoßverdichtung dienende Druckluft durch im Formrahmen vorgesehene Luftdurchtrittsöffnungen gegen die Seitenwände der Form geblasen wird.

4. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, wobei die untere und obere Formhälfte gleichzeitig hergestellt werden, dadurch gekennzeichnet, daß der Formsand mittels geringeren Unterdrucks in den oberen Formraum eingeschlossen wird als in den unteren Formraum.

5. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, bestehend aus einer Vakuum-Formschießmaschine mit mindestens einem Formrahmen und einem hohlen Modellplattenträger, der durch vertikale Trennwände in zwei voneinander unabhängige Druckbzw. Unterdruckkammern aufgeteilt ist, gekennzeichnet durch eine hohle Preßplatte (14), die formraumseitig eine Vielzahl von mit Sandfiltern abgedeckte Luftdurchtrittsöffnungen (9) und eine verschließbare schlitzförmige Einschießöffnung (18) hat.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Einschießöffnung (18) in einer in der Preßplatte (14) drehbar gelagerten Walze (17) ausgebildet ist.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Walze (17) eine seitliche Abflachung (19) hat, die mit der Preßfläche der Preßplatte bei geschlossener Einschießöffnung eine Ebene bildet.

8. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Formrahmen (10, 10') doppelwandig ausgebildet, sein Hohlraum (11, 11') mit einer Druck- und/oder Unterdruckquelle über eine Ventilsteuerung verbindbar und seine Formwandung mit Luftdurchtrittsöffnungen (9) versehen ist

9. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 5 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der hohle Modellplattenträger (1) durch eine oder mehrere horizontale Trennwände in Kammern aufgeteilt ist, von denen die mit der oberen Modellplatte (5) in Wirkverbindung stehende(n) Kammer bzw. Kammern mit anderen Drücken beaufschlagbar ist b/w. sind als die der unteren Modellplatte (5') zugeordnete^) Kammer bzw. Kammern.